多极化多元波导模拟器利用一种内插法来予测全扫瞄空间的阻抗特性

利用一种圆滑斜坡函数作为内插函数,可以将测量出的多极化波导模拟器的有限的、离散的扫瞄点的阻抗特性(包括交义极化的相互影响)扩展到整个扫瞄空域。内插是在两个多极化波导模拟器的测量结果基础上进行的。内插结果与该阵的理论计算曲线(该曲线已由实验验证是正确的)相比较发现,在给定模拟器尺寸足够大时(即模拟点足够多),在全扫瞄空域两者一致性很好,内插误差很小。即使是在与电场极化方向相平行的扫瞄面上(该面不能模拟此种极化),结果也是很好的。从而证明了这种内插法用于多极化多元波导模拟器,对予测在全扫瞄空域内各种极化状态下的阵反射特性的有效性。同时,通过对反射特性的予测,也可推算出阵在两个主扫瞄面上阵的单元方向图。因此,利用这种内插法可以大大扩展多极化多元波导模拟器的用途,成为研究和设计多极化相控阵的重要工具。显然,这种方法对单极化也是完全适用的,因它是多极化的一种特例。     

多极化相控阵天线的宽带和宽角阻抗匹配与极化特性

本文以多极化圆波导阵为例,分析了阻抗(或反射)和极化随频率和扫瞄变化的规律。探讨了宽带和宽角阻抗和极化匹配的一般特点及可能采用的方案。讨论了目标函数的选择和确定它的各种方法,介绍了使目标函数最优化的几种方法。     

多元波导模拟器模拟多极化相控阵天线的分析与试验

本文分析了采用多元波导模拟器模拟工作在多极化情况的无限平面天线阵的反射特性的可能性。结果表明,用来模拟单极化的多元波导模拟器,当每个单元用一对正交通道传输讯号,并考虑到交叉耦合存在的情况下,也可以用来模拟多极化阵。把模拟器作为2N×M端口的网络,导出了适用于各种极化的反射系数公式,当对此2N×M端口网络的散射系数进行2N×M次测量后,即可求得阵在各种极化下的N×M个扫瞄点的反射特性。以一个三角形排列的阵的模拟器作实验,验证了理论分析,并讨论了具体设计和试验中的一些问题。     

多极化相控阵天线的研究

本文讨论了多极化相控阵天线在最佳信号接收,抗干扰及目标识别方面的用途。分析了各种干扰情况下变极化的抗干扰效果。对多极化相控阵天线单元的各种型式、优缺点及目前达到的性能指标作了归纳和比较。讨论了栅格和阵元尺寸选择的方法。对分析阵的扫瞄和极化特性及宽角宽带阻抗匹配的各种方法作了归纳和探讨。比较了两种基本型式的变极化电路,对变极化阵的可能馈电形式进行了讨论。     

多极化圆波导相控阵天线的理论计算分析和实验

本文是未加匹配结构的多极化圆波导相控阵天线理论分析计算和实验的结果。文中介绍了分析均匀无限平面相控阵天线的理论方法,讨论了数值计算结果有效性的检验方法,重点介绍了收敛试验的结果。对计算结果进行系统分析,着重讨论了多极化圆波导阵的极化特性,对极化特性和阻抗特性、交叉极化分量间的关系得到新的明确的认识。模拟器实验结果和计算结果比较一致,证明计算结果是有效的。     

介质板用于多极化、宽带和宽角相控阵的阻抗匹配

本文介绍了用等效网络方法分析介质板用于相控阵的宽带和宽角阻抗匹配。给出了计算公式,优选步骤和结果。发现匹配效果良好,在10％频带,±50×60°矩形扫瞄空域内,对各种极化,除在高频端的某些扫瞄面的最大扫瞄角处的绝大部分范围内,均获得驻波系数小于2。从物理概念上解释了介质板适用于宽带和宽角阻抗匹配的原因。优选结果利用模分析法的严格公式进行了检验和修正,发现在小扫瞄角时,等效线路法可以得到较准确的结果。在大扫瞄角时误差较大,但优选规律是符合的。说明等效线路法可用于介质板匹配的优选。优选结果用模拟器作了实验验证。     

等幅激励均匀平面阵的最佳元距

科研任务要求我们设计一个空间扫瞄区为矩形的三角排列阵列。为了减少元数希望在不出现栅办情况下单元间距最大。本文提出一种简捷的平面作图法,利用一组椭圆曲线可以简便地求出三角排列阵列当扫瞄区域为矩形时的最佳元距并给出考虑宽角匹配的最大扫瞄角θ_m和相应扫瞄平面φ_m的公式。对其他一般情况也作了叙述。     

计算共形阵单元互耦的新方法

本文在比较直接积分法（DIM）和表面辐射图（SRP）法的基础上,提出了用修正表面辐射圈（MSRP）的新方法来计算任意形状曲面上波导辐射单元的互耦。通过对圆柱阵单元的计算表明,MSRP法既具有DIM法的准确性,又具有SRP法的简单件,同时能方便地处理任意指向（极化）单元的互耦问题。     

几个标量积的计算

在分析圆波导相控阵时,必然要计算波导模函数之间以及它与自由空间模之间的标量积,本文给出有关的几个标量积之间的计算。§1 归一化模函数在圆波导中,应采用柱坐标进行计算。现取柱坐标系如下:取圆波导中心轴线为oz轴,并以垂直于圆波导中心轴线的平面为xoy平面,坐标原点o位于平面与轴线交点处,且o-xyz成右手系统。在这直角坐标系的基础上,取圆柱坐标系如下:取坐标系的     

介质加载的方—园波导接头的分析与计算

本文推导了具有介质加载的方——圆波导接头这一类边值问题的计算公式。讨论了一些特殊公式的数值计算技术。讨论和分析了这两个波导中模和模数的选取以及相对收敛现象。由边值问题的解答建立了方——圆波导接头的等效线路,并给出数值计算结果的实例。     

圆波导斜劈形端口辐射器的有限元分析

有限元法(FEM)适用于电磁场的散射、辐射和透射,运用三维有限元法分析了圆波导斜劈形辐射器的辐射场并计算出圆波导内部场分布,用此方法计算了X波段的辐射场,与相关文献进行了比较,结果在主瓣相当一致,分析表明在C波段圆波导TM01模斜劈形辐射器斜切角为30°时,辐射波束偏离轴向27°～42°,增益为11～14dB,可以作为高功率微波的辐射天线。     

圆柱形介质谐振腔多模谐振的频率精确计算

本文介绍用简正模展开法来计算圆形金属腔内加载圆柱形多模介质谐振器的各个谐振频率。编制了—FORTRAN程序,可在IBM—PC机上快速运算,其结果有很高的准确度,和实验结果相比误差在1.5％以内,并且可以求出任意模式、任何数目的谐振点。     

星间激光通信系统粗精复合扫瞄技术

星间激光通信系统主要分为捕获、瞄准、跟踪技术,其中捕获技术是星间激光通信系统实现通信的前提和保障。通过对星间通信捕获阶段信标光的粗瞄捕获原理、关键技术和工程应用等内容进行详细的研究,提出一种粗瞄与精瞄相互结合的螺旋-正弦复合扫瞄的方法。对该方法扫瞄过程中的数值分析表明,相比单一粗瞄扫瞄方式,粗精复合扫瞄方法的扫瞄漏扫区域比单一粗扫瞄漏扫区域小、捕获概率更高、捕获时间短。该方法为星间激光通信扫瞄捕获过程提供了一种新的扫瞄方式,具有重要的意义。     

求最大避障圆的一种新算法

分析了在给定圆域Ｄ及Ｄ内的障碍点集Ｖ后,用于生成基本避障圆的几个性质定理．然后由这些定理提出了求最大避障圆的一种新算法．用这种方法可降低计算的复杂性和便于人工作图．     

任意同轴圆线圈互感系数的近似解析公式

为使任意大小、任意距离的两同轴圆线圈之间的互感系数能用关系简单明了的常用解析函数表示,先对用毕奥-萨伐尔定律导出的互感系数积分公式进行数值计算,然后通过对极端情况的分析和对非极端情况进行猜想,采用幂级数、指数、对数或其组合进行试探,再用数值计算验证,最终尝试性地分6种情形给出了两同轴圆线圈在任意大小、任意距离下（除两线圈几乎重合外）互感系数的近似解析表达式。函数表达式比较简单,物理意义比较明确,且相对误差在±5%以内。     

导弹打击三角形目标命中概率计算方法

对目标的命中概率计算问题是导弹火力运用中的基本问题,而复杂面目标可以分解成多个三角形目标。以数值积分法为基础,利用圆覆盖函数的计算方法,推导了导弹打击三角形目标命中概率的计算公式,提出了利用高斯-勒让德积分法进行积分计算的方法,并通过算例证明,该计算方法在命中概率问题的求解中具有更高的可靠性和精度。算法可应用于计算任意多边形目标的命中概率计算问题,具有一定的通用性。     

基于栅格分层的逐栅格汇流算法并行化研究

分布式水文模型中的逐栅格汇流算法计算量大,需要借助并行计算以满足大流域长历时模拟的要求。针对目前鲜有对基于隐式有限差分的逐栅格汇流算法进行并行计算研究的情况,基于栅格分层的思想提出一种适用于共享内存并行计算环境的逐栅格汇流并行算法。该算法首先根据流向进行栅格分层,使同一层中栅格的计算相互独立,然后将同一层中栅格的计算任务分配到多个计算单元并行计算。采用C++编程语言与OpenMP并行编程库实现了该算法,并选择河北省清水河流域为实验区,在不同数据规模(30m、90m、270m分辨率)、不同核数(2～20个)以及不同栅格分层方法的情况下对算法性能进行了测试。实验结果表明本文提出的并行算法具有较好的加速比和并行效率,且并行效率随数据规模的增大而增大。栅格分层方法对算法并行性能有明显影响,从上到下的分层方法比从下到上的方法具有更高的并行效率。     

多极化相控阵天线的散射矩阵及其应用

本文分析了将多极化相控阵天线等效为一个八端网络时,散射矩阵的确定。详细推导了相控阵天线传输系数的计算公式,指出了国外某些文献在这方面的错误。然后,讨论了利用此散射矩阵可以解决的一些工程实际问题。这些问题有确定阵中单元方向图;估价任意极化情况的反射和传输特性(包括极化质量);分析阵前和阵后具有不连续点(或段)对辐射方向图的影响;确定最佳阻抗匹配网络的同时可以考虑极化质量等等。     

基于三维激光扫描技术的变形立式油罐容积检定

油罐作为大型储存和计量容器,快速、准确地计量其容积是大型能源储运工程的重要环节。针对目前三维激光扫描技术对壁板已发生变形的立式油罐容积检定无法给出准确结果的情况,提出了新的检定方法。壁板发生变形的油罐,由于变形处壁板水平截面不再是一个标准圆,于是采用一种新的算法用于计算变形油罐截面面积;充分利用油罐的三维点云数据,使用Matlab编制程序实现了三维点云数据的自动分层;结合罐体点云自动分层与计算得到的截面面积,将罐体点云导入程序即可得到油罐容积,实现了对变形油罐容积计算的自动化处理。通过对某立式油罐进行现场试验和数据处理,结果证明提出的新方法可以精确实现对变形油罐的检定。     

三膜片用于多极化圆波导阵的宽带和宽角阻抗匹配

本文分析了用三膜片匹配相控阵的等效线路、匹配原理和计算公式。利用随机搜索法对三膜片的参数进行了优迭。对优选过程中一些问题作了讨论。优选结果在10％频带和±50°×60°矩形扫瞄空域内,除在频带高端的大扫瞄角处外,驻波系数小于3。给出了用模匹配法计算出的膜片的等效电纳以及匹配结构的尺寸。用模拟器实验验证了优选结果。